Добро пожаловать обратно, мои начинающие кибервоины!
Как вы уже знаете, радиохакерство — это передовой край кибербезопасности! В нашей цифровой жизни очень многое работает на основе радиосигналов, например:
Мобильные телефоны
Дроны
Wi-Fi
Bluetooth
Системы ближней бесконтактной оплаты (NFC)
Автомобильные брелоки
Системы дистанционного управления, такие как домашняя безопасность
RFID
Спутниковые сигналы
GPS и многое другое.
Чтобы восполнить этот огромный пробел в знаниях об этих технологиях, организация Hackers-Arise запустила серию обучающих программ SDR for Hackers . Цель этой серии — использовать недорогое оборудование и бесплатное программное обеспечение для взлома различных радиосигналов, чтобы продемонстрировать уязвимость этих устройств и технологий.
Эта статья предназначена для тех, кто не знаком с базовой терминологией и концепциями радиосвязи. Те же, кто знаком с радиотехнологиями, могут считать её своего рода освежением знаний. Моя цель — познакомить вас с основными понятиями, которые помогут вам освоить увлекательную область РАДИОВЗЛОМА!
Как возникает радио? Вы, вероятно, где-то на уроках естествознания в начальной или средней школе узнали, что при подаче напряжения на две металлические пластины возникает электрическое поле. Когда ток проходит по проводу, он создаёт магнитное поле (электрическое поле — это сила, действующая на заряженную частицу, а магнитное поле — это сила, с которой магнитный полюс действует на магнитный материал). Изменение электрического поля может создавать магнитное поле. Радио — это результат взаимодействия электрического и магнитного полей.
Изменение тока в проводе создаёт изменяющееся магнитное поле. Провод в изменяющемся поле создаёт напряжение. Изменение тока в проводе создаёт изменяющееся магнитное поле. Это создаёт изменяющееся электрическое поле, перпендикулярное магнитному полю. Обратите внимание, что в каждом случае именно изменение тока вызывает возникновение этих полей (следовательно, как известно, электрический генератор должен постоянно двигаться, чтобы вырабатывать электричество). Это движение заставляет электроны двигаться по проводу. Движение этого поля называется электромагнитной волной.
Эти электромагнитные волны обладают теми же свойствами, что и свет. Фактически, свет — это видимая электромагнитная волна! Мы уже знаем, что свет может отражаться, преломляться, дифрагировать, поглощаться и фильтроваться, как и наши электромагнитные волны. Это немного упрощает понимание электромагнитных волн.
Как уже упоминалось выше, именно изменения во времени порождают эти поля. Ток может принимать различные формы, но наиболее распространённая из них представлена ниже.
Частоты выражаются в герцах. Один цикл в секунду равен одному герцу. Отсюда в промышленности и науке используются привычные греческие суффиксы для обозначения тысячи (кило), миллиона (мега), миллиарда (гига) и триллиона (тера). Таким образом, 1000 циклов в секунду равны 1 килогерцу, 1 миллион циклов равен 1 мегагерцу, а 1 миллиард циклов равен 1 гигагерцу. В данном случае мы сосредоточим внимание на диапазоне частот от примерно 1 МГц (1 000 000) до примерно 6 ГГц (6 000 000 000).
Частота очень важна для понимания того, как сигналы распространяются из одного места в другое. Частота волны определяет её взаимодействие с объектами на своём пути. Как мы увидим, низкие частоты лучше преломляются и огибают объекты, чем высокие.
Частота радиосигнала важна по ряду причин.
Во-первых, он определяет дальность распространения сигнала. Низкие частоты имеют более длинные волны, которые могут распространяться в атмосфере на большие расстояния. Именно поэтому радиостанции AM, которые обычно используют частоты в диапазоне 530–1700 кГц, имеют большую дальность, чем радиостанции FM, которые обычно используют частоты в диапазоне 88–108 МГц.
Во-вторых, частота определяет объём данных, который может быть передан по радиосигналу. Более высокие частоты могут передавать больше данных, чем более низкие. Именно поэтому сотовые сети, использующие очень высокие частоты в диапазоне 1,7–2,2 ГГц, могут передавать больше данных, чем традиционные радиостанции AM или FM.
В-третьих, частота определяет способ взаимодействия радиоволн с окружающей средой. Низкие частоты могут проникать сквозь стены и другие объекты, в то время как высокие частоты с большей вероятностью отражаются или поглощаются. Именно поэтому радиоволны используются в таких приложениях, как прогнозирование погоды и управление воздушным движением, где важно иметь возможность проникать сквозь объекты.
Как правило, радиосигналы характеризуются частотой. Различные частоты зарезервированы и используются для разных целей. Как мы уже упоминали, Wi-Fi и Bluetooth работают на частоте 2,5 ГГц (как и микроволновая печь), а мобильный телефон — на нескольких частотах от 700 МГц до 2,3 ГГц. Ключи автомобильных замков работают на частотах 315 МГц (США и Япония) и 433,9 МГц (Европа). Сигналы ADS-B самолётов (передача GPS-координат, скорости и высоты) работают на частоте 1090 МГц.
На данном этапе мы рассмотрим перехват, воспроизведение, глушение и взлом сигналов в этом диапазоне, но важно понимать, какие SDR-устройства способны работать в этих диапазонах. Ниже представлена таблица наиболее распространённых SDR-устройств и их характеристики.
Flipper Zero в этом списке нет. Он работает только на частотах ниже 1 ГГц. Это означает, что он не может работать (без модификаций) на частотах вашего Wi-Fi, Bluetooth, ADS-B бортового оборудования или большинства сотовых сигналов. Ettus и HackRF One имеют самые широкие частотные диапазоны и могут принимать и передавать данные на большинстве частот, которые мы будем использовать. Lime SDR имеет два передатчика и два канала приёма, что делает его более подходящим для высокопроизводительных приложений.
Подводя итог, можно сказать, что частота является важным параметром радиосигналов. Она определяет дальность передачи, ёмкость данных и взаимодействие радиосигнала с окружающей средой. Выбор частоты зависит от конкретной области применения радиосигнала.
300 000 000/2 500 000 000 = 0,12 м
Именно такое расстояние проходит волна за один цикл.
Поскольку скорость света постоянна (помните это из школьного курса физики), каждый радиосигнал можно описать либо частотой, либо длиной волны. В целом, в этой отрасли радиосигналы описываются частотой (с таким же успехом их можно было бы описать длиной волны). Различные частоты зарезервированы и используются для различных целей. Как мы уже упоминали выше, Wi-Fi и Bluetooth работают на частоте 2,5 ГГц (как и ваша микроволновая печь), а ваш мобильный телефон — на нескольких частотах от 700 МГц до 2,3 ГГц. Ключи автомобильных замков работают на частотах 315 МГц и 433,9 МГц. Система ADS-B для самолётов (передача GPS-координат, скорости и высоты) работает на частоте 1090 МГц.
Как вы уже знаете, радиохакерство — это передовой край кибербезопасности! В нашей цифровой жизни очень многое работает на основе радиосигналов, например:
Мобильные телефоны
Дроны
Wi-Fi
Bluetooth
Системы ближней бесконтактной оплаты (NFC)
Автомобильные брелоки
Системы дистанционного управления, такие как домашняя безопасность
RFID
Спутниковые сигналы
GPS и многое другое.
Чтобы восполнить этот огромный пробел в знаниях об этих технологиях, организация Hackers-Arise запустила серию обучающих программ SDR for Hackers . Цель этой серии — использовать недорогое оборудование и бесплатное программное обеспечение для взлома различных радиосигналов, чтобы продемонстрировать уязвимость этих устройств и технологий.
Электромагнитное излучение
Рискуя сказать очевидное, все мы используем радиосигналы в повседневной жизни. Радиосвязь настолько распространена и повсеместна в XXI веке, что многие из нас забывают, насколько это волшебная вещь. Когда я говорю «радио», мне часто представляется устройство для воспроизведения музыки в наших автомобилях и грузовиках, но радиосигналы используются гораздо шире. Я постараюсь начать с основ и постепенно развивать тему, чтобы никто не упустил основные принципы, критически важные для взлома этих сигналов.Как возникает радио? Вы, вероятно, где-то на уроках естествознания в начальной или средней школе узнали, что при подаче напряжения на две металлические пластины возникает электрическое поле. Когда ток проходит по проводу, он создаёт магнитное поле (электрическое поле — это сила, действующая на заряженную частицу, а магнитное поле — это сила, с которой магнитный полюс действует на магнитный материал). Изменение электрического поля может создавать магнитное поле. Радио — это результат взаимодействия электрического и магнитного полей.
Изменение тока в проводе создаёт изменяющееся магнитное поле. Провод в изменяющемся поле создаёт напряжение. Изменение тока в проводе создаёт изменяющееся магнитное поле. Это создаёт изменяющееся электрическое поле, перпендикулярное магнитному полю. Обратите внимание, что в каждом случае именно изменение тока вызывает возникновение этих полей (следовательно, как известно, электрический генератор должен постоянно двигаться, чтобы вырабатывать электричество). Это движение заставляет электроны двигаться по проводу. Движение этого поля называется электромагнитной волной.
Эти электромагнитные волны обладают теми же свойствами, что и свет. Фактически, свет — это видимая электромагнитная волна! Мы уже знаем, что свет может отражаться, преломляться, дифрагировать, поглощаться и фильтроваться, как и наши электромагнитные волны. Это немного упрощает понимание электромагнитных волн.
Как уже упоминалось выше, именно изменения во времени порождают эти поля. Ток может принимать различные формы, но наиболее распространённая из них представлена ниже.
Частота
Эта форма называется синусоидой (нет, это никак не связано с вашим носом или пазухами). Эта форма волны используется в большинстве практических систем. Считается, что этот тип сигнала имеет частоту , или количество циклов (представьте себе велосипед. Цикл — это каждый раз, когда педаль возвращается в то же положение. Частота — это время, которое требуется вашей ноге и педали, чтобы вернуться в то же положение). Поскольку электромагнитные волны распространяются со скоростью света (186 000 миль в секунду), этот цикл измеряется в долях секунды или в количестве циклов в секунду.Частоты выражаются в герцах. Один цикл в секунду равен одному герцу. Отсюда в промышленности и науке используются привычные греческие суффиксы для обозначения тысячи (кило), миллиона (мега), миллиарда (гига) и триллиона (тера). Таким образом, 1000 циклов в секунду равны 1 килогерцу, 1 миллион циклов равен 1 мегагерцу, а 1 миллиард циклов равен 1 гигагерцу. В данном случае мы сосредоточим внимание на диапазоне частот от примерно 1 МГц (1 000 000) до примерно 6 ГГц (6 000 000 000).
Частота радиосигнала важна по ряду причин.
Во-первых, он определяет дальность распространения сигнала. Низкие частоты имеют более длинные волны, которые могут распространяться в атмосфере на большие расстояния. Именно поэтому радиостанции AM, которые обычно используют частоты в диапазоне 530–1700 кГц, имеют большую дальность, чем радиостанции FM, которые обычно используют частоты в диапазоне 88–108 МГц.
Во-вторых, частота определяет объём данных, который может быть передан по радиосигналу. Более высокие частоты могут передавать больше данных, чем более низкие. Именно поэтому сотовые сети, использующие очень высокие частоты в диапазоне 1,7–2,2 ГГц, могут передавать больше данных, чем традиционные радиостанции AM или FM.
Как правило, радиосигналы характеризуются частотой. Различные частоты зарезервированы и используются для разных целей. Как мы уже упоминали, Wi-Fi и Bluetooth работают на частоте 2,5 ГГц (как и микроволновая печь), а мобильный телефон — на нескольких частотах от 700 МГц до 2,3 ГГц. Ключи автомобильных замков работают на частотах 315 МГц (США и Япония) и 433,9 МГц (Европа). Сигналы ADS-B самолётов (передача GPS-координат, скорости и высоты) работают на частоте 1090 МГц.
На данном этапе мы рассмотрим перехват, воспроизведение, глушение и взлом сигналов в этом диапазоне, но важно понимать, какие SDR-устройства способны работать в этих диапазонах. Ниже представлена таблица наиболее распространённых SDR-устройств и их характеристики.
Подводя итог, можно сказать, что частота является важным параметром радиосигналов. Она определяет дальность передачи, ёмкость данных и взаимодействие радиосигнала с окружающей средой. Выбор частоты зависит от конкретной области применения радиосигнала.
Длина волны
Длина волны — это расстояние, которое волна проходит за один цикл. Длину волны можно определить, разделив скорость сигнала (скорость света) на его частоту. Так, если у нас есть сигнал на частоте 2,5 ГГц (Wi-Fi), длина волны будет равна скорости света (300 000 000 метров в секунду), деленной на частоту (2 500 000 000 циклов в секунду). Это означает, что длина волны сигнала Wi-Fi составляет 0,12 метра.300 000 000/2 500 000 000 = 0,12 м
Именно такое расстояние проходит волна за один цикл.
Поскольку скорость света постоянна (помните это из школьного курса физики), каждый радиосигнал можно описать либо частотой, либо длиной волны. В целом, в этой отрасли радиосигналы описываются частотой (с таким же успехом их можно было бы описать длиной волны). Различные частоты зарезервированы и используются для различных целей. Как мы уже упоминали выше, Wi-Fi и Bluetooth работают на частоте 2,5 ГГц (как и ваша микроволновая печь), а ваш мобильный телефон — на нескольких частотах от 700 МГц до 2,3 ГГц. Ключи автомобильных замков работают на частотах 315 МГц и 433,9 МГц. Система ADS-B для самолётов (передача GPS-координат, скорости и высоты) работает на частоте 1090 МГц.
